Resultados “chocantes” quando os capacetes da Primeira Guerra Mundial foram comparados a designs militares modernos

May 10, 2023

Por Duke University, 15 de fevereiro de 2020

(Clique na imagem para visualização completa.) Um capacete francês da Primeira Guerra Mundial fica embaixo de um tubo de choque para testar o quão bem ele protege o manequim embaixo de uma onda de choque. A saliência no centro do capacete foi projetada para desviar estilhaços, mas também pode ter ajudado a desviar a onda de choque, permitindo que o capacete superasse até os capacetes de combate modernos. Crédito: Joost Op 't Eynde, Duke University

Os capacetes da Primeira Guerra Mundial protegem contra ondas de choque tão bem quanto o design moderno. Capacete de Adrian francês sugere geometria simples pode salvar cérebros de explosões aéreas.

Engenheiros biomédicos da Duke University demonstraram que, apesar dos avanços significativos na proteção contra balística e impactos contundentes, os capacetes militares modernos não são melhores para proteger o cérebro de ondas de choque criadas por explosões próximas do que seus equivalentes da Primeira Guerra Mundial. E um modelo em particular, o capacete francês Adrian, na verdade teve um desempenho melhor do que os designs modernos na proteção contra explosões aéreas.

A pesquisa pode ajudar a melhorar a proteção contra explosões de capacetes futuros por meio da escolha de diferentes materiais, camadas de vários materiais de diferentes impedâncias acústicas ou alteração de sua geometria.

Um vídeo em alta velocidade de um capacete francês da Primeira Guerra Mundial sendo bombardeado por uma onda de choque projetada para imitar uma explosão de projéteis de artilharia alemã a alguns metros de distância. Crédito: Joost Op 't Eynde, Duke University

Os resultados foram publicados online em 13 de fevereiro de 2020, na revista PLOS ONE.

"Enquanto descobrimos que todos os capacetes forneciam uma quantidade substancial de proteção contra explosões, ficamos surpresos ao descobrir que os capacetes de 100 anos funcionavam tão bem quanto os modernos", disse Joost Op 't Eynde, Ph. D. aluno da Duke e primeiro autor do estudo. "De fato, alguns capacetes históricos tiveram um desempenho melhor em alguns aspectos."

Os pesquisadores só recentemente começaram a estudar os danos cerebrais que uma onda de choque pode causar por conta própria – e por boas razões. Os capacetes foram originalmente projetados para proteger de objetos penetrantes, como balas e estilhaços, e as ondas de choque matam por trauma pulmonar muito antes de causarem danos cerebrais menores.

Com o advento dos coletes à prova de balas, no entanto, os pulmões dos soldados estão muito mais protegidos de tais explosões do que costumavam estar. Isso fez com que a incidência de trauma pulmonar após uma explosão caísse muito abaixo das lesões cerebrais ou da coluna vertebral em conflitos militares modernos, apesar da diferença na tolerância à explosão.

Embora existam estudos que sugerem que os capacetes modernos fornecem um grau de proteção contra ondas de choque, nenhum capacete atualmente implantado foi projetado especificamente para proteção contra explosão. E como os soldados de hoje que experimentam ondas de choque enquanto usam coletes à prova de balas não são tão diferentes dos soldados de 100 anos atrás que experimentam ondas de choque nas trincheiras, Op 't Eynde decidiu ver se esses designs antigos ofereciam alguma lição a ser aprendida.

"Enquanto descobrimos que todos os capacetes forneciam uma quantidade substancial de proteção contra explosões, ficamos surpresos ao descobrir que os capacetes de 100 anos funcionavam tão bem quanto os modernos." — Joost Op't Eynde

"Este estudo é, até onde sabemos, o primeiro a avaliar as capacidades de proteção desses capacetes de combate históricos contra explosões", disse Op 't Eynde.

Trabalhando com Cameron "Dale" Bass, professor associado de pesquisa de engenharia biomédica na Duke, Op 't Eynde criou um sistema para testar o desempenho de capacetes da Primeira Guerra Mundial do Reino Unido/Estados Unidos (Brodie), França (Adrian), Alemanha (Stahlhelm) e uma variante de combate atual dos Estados Unidos (Advanced Combat Helmet).

Os pesquisadores se revezaram colocando diferentes capacetes na cabeça de um manequim equipado com sensores de pressão em vários locais. Eles então colocaram a cabeça diretamente embaixo de um tubo de choque, que foi pressurizado com hélio até que uma parede da membrana estourasse, liberando o gás em uma onda de choque. Os capacetes foram testados com ondas de choque de força variável, cada uma correspondendo a um tipo diferente de projétil de artilharia alemã explodindo de uma distância de um a cinco metros de distância.